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一种模块化多电平的改进最近电平调制策略

科学技术与工程 2017年第30期17卷 63-68页

作者：王柯岩江伟王渝红陈金祥黄道姗邹朋刘永强四川大学电气信息学院成都610065 国网福建省电力有限公司电力科学研究院福州350007

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)因其模块化设计易于扩展、开关频率低等特点,在中高压大功率系统中得到越来越多的应用;而最近电平调制(nearest level modulation,NLM)作为一种实时阶梯波调制方式,常用于上百个... 详细信息

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)因其模块化设计易于扩展、开关频率低等特点,在中高压大功率系统中得到越来越多的应用;而最近电平调制(nearest level modulation,NLM)作为一种实时阶梯波调制方式,常用于上百个电平数的场合。首先对MMC的基本结构和最近电平调制的运行机理进行分析,推导出该调制策略所存在的固有缺陷;在此基础上,提出了改进的最近电平调制策略。通过引入调制波与阶梯波间偏差,有效避免了在电平数较低情况下电容电压波动、环流等问题。最后在PSCAD/EMTDC中搭建了MMC仿真模型,对改进前后的最近电平调制策略进行了比较分析。仿真结果表明该改进调制策略可以提高系统的稳态运行特性,对子模块电容电压波动和环流产生抑制作用。

关键词：模块化多电平换流器最近电平调制电压均衡环流子模块

一种基于最近电平调制方式的MMC电压均衡改进方法

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电测与仪表 2017年第24期54卷 87-93页

作者：刘追刘振兴李翠武汉科技大学信息科学与工程学院武汉430081

最近电平逼近是模块化多电平换流器的主要调制策略之一,在电平数较多的换流器中具有明显的优势。为保证均压效果,通常都需要实时采集各个子模块的电容电压进行排序,在实际工程中则需要大量的电压采集模块来实现。针对上述问题,提出了一... 详细信息

最近电平逼近是模块化多电平换流器的主要调制策略之一,在电平数较多的换流器中具有明显的优势。为保证均压效果,通常都需要实时采集各个子模块的电容电压进行排序,在实际工程中则需要大量的电压采集模块来实现。针对上述问题,提出了一种替换方法,即通过桥臂电流对各个子模块投入时间的积分量来进行排序,间接实现了电容电压排序的效果,这种方法可以有效的减少传感器的数量。同时,在提出的替换方法的基础上,引入子模块间允许的电压最大偏差,在系统输出特性允许范围的前提下,大大的降低了因排序而导致的IGBT开关频率。最后通过RT-LAB仿真平台搭建了21电平的的MMC仿真模型,对两种电压均衡方法下IGBT开关频率和子模块电容电压进行比较,仿真结果验证了所提方法的可行性及有效性。

关键词：最近电平调制均压积分量电压最大偏差

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模块化多电平变换器最近电平调制研究

电测与仪表 2017年第23期54卷 1-9页

作者：张国荣韩慧颖王啸飞陈祥合肥工业大学电气与自动化工程学院合肥230009 芜湖县广播电视台安徽芜湖241199

模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)的调制方法直接影响其运行时的整体性能。最近电平调制(nearest level modulation,NLM)由于其多电平输出时开关频率低、易于工程实现等优点在中高压大功率场合得到广泛应用。文章... 详细信息

模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)的调制方法直接影响其运行时的整体性能。最近电平调制(nearest level modulation,NLM)由于其多电平输出时开关频率低、易于工程实现等优点在中高压大功率场合得到广泛应用。文章针对传统NLM采用电容电压排序,根据电流方向选择相应子模块触发导通的电压均衡方法,在阶梯波形成过程中引入自变量的偏差值,调整近似函数,对发波过程的算法进行修正,使得输出电平数增加一倍,显著提高交流输出电压谐波特性;同时分析比较不同调制偏差量组合情况下的输出电压谐波水平,最后仿真验证了该方法的效果。

关键词：模块化多电平最近电平调制电容电压排序近似函数输出电压谐波

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大功率MMC换流站最近电平调制策略研究

电气应用 2015年第3期34卷 44-47页

作者：郭家虎顾先明李鹏鹏安徽理工大学电气与信息工程学院

介绍了模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)的基本拓扑结构和工作原理。针对脉冲宽度调制在大功率MMC换流站中应用的一些弊端,如开关频率过高,由于复杂性难以实现等,提出了最近电平调制策略在MMC中应用的实现方法,并... 详细信息

介绍了模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)的基本拓扑结构和工作原理。针对脉冲宽度调制在大功率MMC换流站中应用的一些弊端,如开关频率过高,由于复杂性难以实现等,提出了最近电平调制策略在MMC中应用的实现方法,并对该种调制策略原理、输出电压基波和各次谐波进行了分析。在PSCAD/EMTDC仿真环境下,搭建了5电平和13电平MMC模型,对提出的最近电平逼近调制策略进行验证。对输出电压质量和各次谐波含量进行了分析,验证了该调制策略的有效性和适用于大功率MMC换流站场合。

关键词：模块化多电平换流器最近电平调制谐波大功率

模块化多电平变流器改进最近电平调制策略的研究

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电气技术 2019年第2期20卷 23-27页

作者：孙帆王金梅鲁娅楠宁夏大学物理与电子电气工程学院银川750021 宁夏沙漠信息智能感知自治区重点实验室银川750021

针对传统的最近电平进行调制从而适合多电平、高电压的场合,但电平数偏少时输出波形质量会降低。对于传统调制方法存在的局限性,对最近电平调制进行了改进,在阶梯波产生时加入自变量的偏差量,调制波和阶梯波产生偏差,使系统输出电平数翻... 详细信息

针对传统的最近电平进行调制从而适合多电平、高电压的场合,但电平数偏少时输出波形质量会降低。对于传统调制方法存在的局限性,对最近电平调制进行了改进,在阶梯波产生时加入自变量的偏差量,调制波和阶梯波产生偏差,使系统输出电平数翻倍,降低总谐波失真THD值。最终在Matlab/Simulink中搭建MMC仿真模型,通过仿真结果对比加入不同偏差量时产生的输出谐波水平,得到最优偏差量,验证了该方法的正确性。

关键词：多电平变流器模块化最近电平调制谐波抑制

一种用于模块化多电平转换器增加电平的最近电平调制方法

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一种用于模块化多电平转换器增加电平的最近电平调制方法

第十五届沈阳科学学术年会

作者：祁东亮邢作霞王湘明沈阳工业大学电气工程学院

模块化多电平转换器（MMC）是应用在中压和高压中的一种先进的电力电子器件。本文针对MMC提出了一种改进的最近电平调制（NLM）方法,使交流输出电压的电平数量增加到2N+1（其中N是每个桥臂的子模块数）,而且它与载波相移PWM和改进的子模... 详细信息

模块化多电平转换器（MMC）是应用在中压和高压中的一种先进的电力电子器件。本文针对MMC提出了一种改进的最近电平调制（NLM）方法,使交流输出电压的电平数量增加到2N+1（其中N是每个桥臂的子模块数）,而且它与载波相移PWM和改进的子模块PWM方法实现的效果大致相同。这种方法的交流输出电压波形的质量优于传统的NLM方法。此外,此种方法保持了传统的NLM方法的特点,例如开关频率低,实现简单。最后,所提出的方法通过使用实验室仪器来进行仿真并用实验来验证。

关键词：模块化多电平转换器最近电平调制 2N+1电平

来源： cnki会议评论

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基于遗传算法改进的NLM策略

电力电子技术 2024年第2期58卷 132-136页

作者：李宁申盼盼肖子涵李洁西安理工大学电气工程学院陕西西安710061

模块化多电平变换器(MMC)应用于高压直流输电等大功率场合时,脉宽调制中的正弦脉宽调制和空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略由于控制变量的增多会变得十分复杂,特定次谐波消除脉宽调制(SHEPWM)策略也存在动态性能较差的问题。最近电平调制(N... 详细信息

模块化多电平变换器(MMC)应用于高压直流输电等大功率场合时,脉宽调制中的正弦脉宽调制和空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略由于控制变量的增多会变得十分复杂,特定次谐波消除脉宽调制(SHEPWM)策略也存在动态性能较差的问题。最近电平调制(NLM)简单并且适用于电平数较多的场合,可以使MMC具有良好的输出特性,但在电平数过低时存在误差较大的缺点。此处针对传统的NLM在电平数过低的分布式电网系统中会产生较大谐波的问题,引入遗传算法(GA)优化桥臂投入子模块数量取整函数,实现了电平数的增加及谐波含量的减少。仿真和实验验证了所提方法的有效性。

关键词：模块化多电平变换器最近电平调制遗传算法

基于多变量校正的MMC快速有限集模型预测控制策略

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电力系统保护与控制 2023年第23期51卷 26-36页

作者：冯海博杨兴武刘海波徐常天孟致丞季亮上海电力大学上海200090 国网江苏省电力有限公司泰州供电分公司江苏泰州225300

有限集模型预测控制方法(finite control set model predictive control,FCS-MPC)因其能够实现多目标的控制,在模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)中得到广泛应用。随着子模块数量增加,模型预测控制方法计算量呈指... 详细信息

有限集模型预测控制方法(finite control set model predictive control,FCS-MPC)因其能够实现多目标的控制,在模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)中得到广泛应用。随着子模块数量增加,模型预测控制方法计算量呈指数增长,面临计算复杂度高、权重因子难以整定等问题。为了解决上述问题,提出了一种基于多变量校正控制集的MMC模型预测控制策略(multi-variate adjusting set predictive control,MAS-MPC)。该策略基于输出电流与桥臂电压差对子模块投入控制集进行快速校正,通过评估两个成本函数得到最优开关矢量。此外,提出了一种基于分化中项的电容电压平衡方案,可以有效降低排序算法的复杂度。为了验证所提策略的有效性,使用Matlab/Simulink软件平台搭建了10电平的三相MMC系统,并与传统方案进行比较。所提方案在降低输出电流与环流的谐波含量的同时,大幅减少了系统的计算量,使得系统具有更快速的动态响应速度。

关键词：有限集模型预测控制多变量校正最近电平调制快速动态响应

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光伏发电系统经MMC并网控制策略的研究

光伏发电系统经MMC并网控制策略的研究

作者：赵海林北京交通大学

学位级别：硕士

太阳能因其可再生性、清洁性、易获得等特点得到了越来越多的关注和研究。对太阳能的多种利用方式中,光伏发电占比最高,进而催生了对光伏并网的大量研究,并网系统中占据重要地位的逆变器也成为了研究热点。当模块化多电平换流器MMC(Modu... 详细信息

太阳能因其可再生性、清洁性、易获得等特点得到了越来越多的关注和研究。对太阳能的多种利用方式中,光伏发电占比最高,进而催生了对光伏并网的大量研究,并网系统中占据重要地位的逆变器也成为了研究热点。当模块化多电平换流器MMC(Modular Multilevel Converter)提出之后,由于其优越的性能,广泛应用于光伏发电系统中。本文针对采用MMC的光伏并网系统,对其拓扑结构和控制策略进行了研究。首先,分析了MMC的工作原理、结构特点和输出特点。介绍了MMC的拓扑结构,对MMC进行了建模分析,给出了几种不同的MMC拓扑结构。重点分析了本文使用的半桥型,并给出输出方程。另外,本文介绍了三种MMC并网系统的工作形式,提出了一种基于带环流控制、子模块均压控制的模块化多电平换流器的光伏并网发电系统。其次,对该光伏MMC并网系统的拓扑进行了设计。提出了一种新的拓扑结构,由传统的串联结构改进为重组结构。这样,在同样的光照强度变化的条件下,最大功率点减少,更容易实现对最大功率点的跟踪。随后,对该光伏MMC并网系统的控制策略进行了设计。根据对光伏电池的输出特性的分析,对原有的定步长扰动观察法的MPPT控制改成了变步长扰动观察法,从而提高了对最大功率点的跟踪速度和精度;比较载波移相和最近电平两种调制手段,分析了各自的优缺点,最后选择了最近电平调制;提出了一种基于电容电压排序法的均压控制,减少了控制器的使用,让子模块电容电压输出波动性更小;采用了电压外环和电流内环控制,使得系统并网稳定。最后,在Maltab/Simulink仿真平台上搭建了一个三相十一电平的MMC系统,用以验证光伏MMC并网系统控制方案的可行性,并将本系统和无环流无电容电压排序算法的系统进行了对比。结果表明,该光伏MMC系统子模块电容电压波动更小,光伏输出的电压更稳定,最大功率点跟踪所用时间更短。

关键词：光伏并网 MPPT 环流控制 MMC能量均衡控制最近电平调制